Multisim (baseado em SPICE) não pode simular completamente um sistema RFID 125 kHz – falta modelos específicos RFID (ISO 11784/11785, ISO 14443, ISO 15693 protocolos), comportamento de IC transponder e física de acoplamento eletromagnético. No entanto, um modelo simplificado em nível de circuito pode demonstrar princípios de acoplamento ressonante e retificação.
Modelo Multisim Simplificado
Lado Leitor (Excitação)
- Fonte Tensão CA: 125 kHz senoidal, 5-15 Vpp (simula drive antena leitor)
- Rede Ressonante Série: Lleitor + Cleitor sintonizada a 125 kHz
- Resistência Série: 1-5 Ω (ESR bobina + impedância saída driver)
Lado Tag (Transponder)
- Tanque Ressonante Paralelo: Ltag || Ctag sintonizado a 125 kHz
- Coeficiente Acoplamento (k): 0,01-0,3 (Indutância mútua M = k√(L₁L₂))
- Retificador: Ponte diodo (1N4148 ou Schottky) + capacitor filtro
- Carga: 10-100 kΩ (simula impedância entrada IC)
- Modulação (opcional): Resistor carga comutável para backscatter (F2F/Manchester)
Cálculo Valores Componentes
Alvo: f₀ = 125 kHz = 1 / (2π√(LC))
Escolha L = 1 mH → C = 1 / ((2π×125k)² × 1m) ≈ 1,62 nF
Tag típica: L = 1-10 mH, C = 100-2000 pF
Passos Configuração Multisim
- Coloque AC_SOURCE (125kHz, 10Vpp)
- Leitor: L1=1mH, C1=1,62nF, R1=2Ω em série
- Tag: L2=2mH, C2=810pF em paralelo
- Acoplamento: Adicione indutância mútua K12 (k=0,1) entre L1 e L2
- Retificador: D1-D4 (1N4148) ponte através L2||C2
- Filtro: C3=100nF através saída retificador
- Carga: Rload=50kΩ através C3
- Análise transiente: 0 a 5ms, passo máx 1µs
Observações Esperadas
- Tensão tanque tag pico em ressonância (Q × tensão leitor)
- DC retificado aparece através C3 (~5-10V dependendo acoplamento)
- Modulação carga: Comutação Rload cria variação amplitude lado leitor (backscatter)
O Que Este Modelo Não Captura
- Manipulação protocolo (anti-colisão, inventário, comandos leitura/escrita)
- Máquina estados transponder IC, memória, funções criptográficas
- Acoplamento eletromagnético near-field (simulação EM onda completa necessária: HFSS, CST, FEKO)
- Ambiente multi-tag, colisão leitor, limites regulatórios (FCC Part 15, ETSI 302 208)
- Efeitos temperatura, tolerância componente, parasitas PCB
Melhores Ferramentas para Simulação RFID
| Ferramenta | Força |
|---|
| ANSYS HFSS / CST Studio | Simulação EM 3D completa antenas, acoplamento, SAR |
| Keysight ADS / Cadence AWR | Co-simulação circuito RF + sistema, modelos comportamentais |
| MATLAB/Simulink + RFID Toolbox | Nível protocolo, processamento sinal, arquitetura sistema |
| RFIDsim / Simulink custom | Simulação dedicada física RFID + protocolo |
| Hardware: Kits avaliação (TI, NXP, Microchip, ST) | Validação mundo real — essencial para sintonia antena |
Multisim pode ilustrar a física do front-end analógico (ressonância, retificação). Para protocolo, firmware e validação sistema, use ferramentas RFID dedicadas ou protótipos hardware.
